[发明专利]产生红系祖细胞的方法

说明书

本发明涉及一种体外产生红系祖细胞的方法，该方法包括使遗传修饰或未遗传修饰的造血干细胞与包含糖皮质激素和自噬诱导剂的限定细胞培养基接触。

本发明属于医学领域。更具体来说，本发明涉及用于产生红系祖细胞和红细胞的新颖方法。

背景技术

维持对组织的恒定氧气供应对于许多生物、尤其是人类的生存至关重要。红细胞通过血流在身体内运送氧气。这种转运是由血红蛋白提供的，血红蛋白是红细胞所特有的一种蛋白质，其能够结合氧。当红细胞到达组织时，氧通过毛细血管壁扩散。因此，红细胞的作用至关重要。

在紧急情况(出血)和病理情况(血液疾病、癌症等)的情况下，需要输注红细胞。2016年，全球范围内采集了超过1亿个血袋并分发以满足输血需求。这些产品中有50％分布在富裕国家，仅占全球人口的15％。发展中国家的输血问题涉及输血供应和安全性，而在富裕国家，这些问题得到了更好的控制。然而，与慢性输血相关的免疫学并发症(同种免疫)可能导致涉及患者命运的输血僵局。

迄今为止，输血仅基于来自供者的血液。

在成人中，红细胞产生或红细胞生成发生在所谓的造血骨髓中，该骨髓存在于扁平骨中和长骨末端。在骨髓中，称为造血干细胞的多能干细胞依次分化为不同类型的红系祖细胞(BFU-E、CFU-E、原成红细胞、嗜碱性成红细胞、多染性成红细胞)。当成红细胞离开骨髓时，它们失去了其细胞核，变成网织红细胞，然后变成成熟红细胞。

允许体外产生红细胞的用于造血干细胞的分化培养基是已知的。然而，目前的方法对于大规模生产具有严重的缺陷，例如朝红细胞成熟的取向过快，这显著限制了生产产量，以及分化为无法正确执行去核步骤的细胞(Akimov S等人,2005,《干细胞》(Stemcells),23(9):1423-1433；Hirose SI等人,2013,《干细胞报告》(Stem Cell Reports),1(6):499-508；Huang X,2013,《分子治疗》(Mol.Ther.),22(2):451-463)。最后，其它方法使用与饲养细胞共培养(Kurita R等人,2013,PloS One,8(3):e59890)，这既实施复杂又昂贵。

这样看来，体外产生红细胞的新颖方法的开发将有可能满足供应需求，以避免出现感染风险并避免免疫并发症。

在此描述的本发明尤其旨在满足这些需求。

发明内容

发明人已经证实，在含有地塞米松、雷帕霉素小分子增强剂-28(SMER28)和任选地二甲基草酰甘氨酸(DMOG)的培养基中培养造血干细胞，不仅将这些干细胞分化为红系祖细胞，而且还显著扩增了该祖细胞群体并同时保留了它们最终分化为红细胞的能力。由此获得的红系祖细胞可以保持培养并扩增超过60天，而不会失去其分化为成熟去核细胞即红细胞的能力。

根据第一方面，本发明涉及一种用于产生红系祖细胞的体外方法，所述方法包括使造血干细胞与细胞培养基接触，所述细胞培养基优选地适应于造血干细胞的营养需求并且特别地适应于造血系细胞的生长和/或分化，并包含糖皮质激素和自噬诱导剂。

优选地，所述糖皮质激素选自可的松、氢化可的松、泼尼松、泼尼松龙、甲基泼尼松龙、曲安西龙、帕拉米松、倍他米松、地塞米松、可的伐唑及其衍生物和混合物。更特别优选地，所述糖皮质激素选自泼尼松、泼尼松龙和地塞米松。最特别优选地，所述糖皮质激素是地塞米松。

优选地，所述自噬诱导剂选自雷帕霉素小分子增强剂-28(SMER-28)、SMER-10和SMER-18，及其组合。更特别优选地，所述自噬诱导剂是雷帕霉素小分子增强剂-28(SMER-28)。

根据一个特定的实施方式，所述培养基还包含缺氧诱导因子(HIF)通路激活剂，优选脯氨酰羟化酶抑制剂，更优选二甲基草酰甘氨酸(DMOG)。